一种适用于深水环境的水体分层检测装置及检测方法与流程

本发明涉及深水环境检测装置，尤其是一种适用于深水环境的水体分层检测装置及检测方法。

背景技术：

1、海洋世界蕴藏着丰富的资源。到目前为止人类对大洋深处的了解却非常有限，深海环境模拟系统是研究深海环境的重要手段，具备冷泉、可燃冰等海底生态的模拟功能，可对流速、温度、海水化学成分等进行定量控制，为冷泉生态系统反演、可燃冰成藏和开采等研究提供较真实的模拟环境。深海环境模拟系统类似于一台大型压力罐，内部充满高压海水，通过控制温度、压力、水体成分实现不同深海生态环境的模拟。

2、为了准确掌握压力罐内不同高度水体的温度、成分，需要配置相应检测装置。现有技术中国，一般采用深海遥控机器人、水下自治航行器或深海载人潜器在深海环境中进行样品的采集及各种海洋参数的测量。由于压力罐内部空间有限，各类作业潜器活动受限，无法精确、稳定地定位于某一高度，一定程度上影响了水体检测结果。

技术实现思路

1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种适用于深水环境的水体分层检测装置及检测方法，进行了实际应用，大幅提高了检测效率和精度。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种适用于深水环境的水体分层检测装置，包括固定在地面的压力罐，压力罐内注入有水，所述压力罐内放入设备主体，所述压力罐的一旁设置有控制柜，所述设备主体通过管缆与控制柜连通；

4、所述主动单元和从动单元之间设置有轨道单元和链条，轨道单元和链条上同时安装有滑车组件，主动单元和从动单元之间通过轨道单元进行导向、链条驱动的方式实现滑车组件在任一水层高度位置进行定位，完成水体检测作业。

5、作为上述技术方案的进一步改进：

6、所述主动单元和从动单元均采用模块化结构。

7、所述主动单元的结构与从动单元的结构相同，主动单元安装在轨道单元的顶部，从动单元安装在轨道单元的底部。

8、所述主动单元的结构为：包括主动支架，主动支架通过间隔对称布置的两块直角板、支撑板和立板组成，两块直角板的底面通过导向条连接，同时直角板与轨道单元固定，直角板的顶面设置有一块立板，所述立板的一端固定水下电机，所述水下电机的输出端穿过立板并连接主动链轮，主动链轮两旁的立板上安装有导向链轮，立板的两端设置有支撑板。

9、所述直角板两端设置有通过链条的u形开口。

10、所述滑车组件的结构为：包括车架，所述车架的一端面四个角处分别通过紧固件固定有导轮架，每个导轮架上安装导向轮，导向轮与轨道单元匹配；车架的另一端面通过支撑架安装有水下摄像机，支撑架一旁的车架上固定有浮力调节器，所述浮力调节器的端头固定安装有水质检测仪；

11、所述浮力调节器通过平板折弯拼焊而成，浮力调节器内置空心筒，空心筒的一侧设置有堵头；

12、车架的中部安装有链条连接杆，链条连接杆的两端分别与链条连接。

13、所述车架为平板结构。

14、所述车架采用耐蚀高强材质制作。

15、每个导向轮的转轴与车架之间安装有调节杆。

16、一种适用于深水环境的水体分层检测装置的检测方法，包括如下操作步骤：

17、s1：准备工作，检查个部件是否完备，完备后开展下一步工作；

18、s2：吊装工作，将设备主体整体吊装进入压力罐中，并与压力罐进行固定；

19、s3：穿线连通工作，将管缆穿出压力罐，并与控制柜连通；

20、s4：注水加压工作，向压力罐内进行注水；

21、s5：自检工作，接通电源，进行整个设备的自检；

22、s6：启动工作，通过控制柜上的升降按钮，操作滑车组件运动到制定位置；

23、s7：开启水质检测仪和水下摄像机，实施水体检测工作；

24、s8：检测结束后，关闭电源，进入待机状态；

25、s9：所有检测作业完毕后，压力罐卸压，取出设备主体；

26、s10：结束。

27、本发明的有益效果如下：

28、本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过主动单元、从动单元、轨道单元、滑车、控制系统等设备的互相配合工作，基于链条驱动加上轨道导向的方式，实现了检测仪器在任一高度的稳定定位，避免了传统方式带来的晃动问题，提高了检测结果精度；基于空心筒产生上浮力，抵消滑车自重，减小了升降阻力，达到了节能的效果；有效解决了狭小空间以及高压环境下的水体检测问题。

29、本发明可以工作于千米级深水环境下的大范围水体分层检测工作，用于狭小空间以及高压环境下的水体检测，针对深海冷泉模拟环境不同高度的水体进行水质检测，经过一定的拓展，也可应用于需要大范围升降运动的工作场合。

技术特征：

1.一种适用于深水环境的水体分层检测装置，其特征在于：包括固定在地面的压力罐(5)，压力罐(5)内注入有水，所述压力罐(5)内放入设备主体(6)，所述压力罐(5)的一旁设置有控制柜(7)，所述设备主体(6)通过管缆与控制柜(7)连通；

2.如权利要求1所述的一种适用于深水环境的水体分层检测装置，其特征在于：所述主动单元(1)和从动单元(2)均采用模块化结构。

3.如权利要求1所述的一种适用于深水环境的水体分层检测装置，其特征在于：所述主动单元(1)的结构与从动单元(2)的结构相同，主动单元(1)安装在轨道单元(3)的顶部，从动单元(2)安装在轨道单元(3)的底部。

4.如权利要求1所述的一种适用于深水环境的水体分层检测装置，其特征在于：所述主动单元(1)的结构为：包括主动支架，主动支架通过间隔对称布置的两块直角板(103)、支撑板(107)和立板(102)组成，两块直角板(103)的底面通过导向条(104)连接，同时直角板(103)与轨道单元(3)固定，直角板(103)的顶面设置有一块立板(102)，所述立板(102)的一端固定水下电机(101)，所述水下电机(101)的输出端穿过立板(102)并连接主动链轮(105)，主动链轮(105)两旁的立板(102)上安装有导向链轮(106)，立板(102)的两端设置有支撑板(107)。

5.如权利要求4所述的一种适用于深水环境的水体分层检测装置，其特征在于：所述直角板(103)两端设置有通过链条的u形开口(108)。

6.如权利要求1所述的一种适用于深水环境的水体分层检测装置，其特征在于：所述滑车组件(4)的结构为：包括车架(404)，所述车架(404)的一端面四个角处分别通过紧固件固定有导轮架(406)，每个导轮架(406)上安装导向轮(407)，导向轮(407)与轨道单元(3)匹配；车架(404)的另一端面通过支撑架(402)安装有水下摄像机(401)，支撑架(402)一旁的车架(404)上固定有浮力调节器(405)，所述浮力调节器(405)的端头固定安装有水质检测仪(408)；

7.如权利要求6所述的一种适用于深水环境的水体分层检测装置，其特征在于：所述车架(404)为平板结构。

8.如权利要求6所述的一种适用于深水环境的水体分层检测装置，其特征在于：所述车架(404)采用耐蚀高强材质制作。

9.如权利要求6所述的一种适用于深水环境的水体分层检测装置，其特征在于：每个导向轮(407)的转轴与车架(404)之间安装有调节杆(403)。

10.一种如权利要求6所述的适用于深水环境的水体分层检测装置的检测方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

技术总结
一种适用于深水环境的水体分层检测装置及检测方法，包括固定在地面的压力罐，压力罐内注入有水，压力罐内放入设备主体，压力罐的一旁设置有控制柜，设备主体通过管缆与控制柜连通；主动单元和从动单元之间设置有轨道单元和链条，轨道单元和链条上同时安装有滑车组件，主动单元和从动单元之间通过轨道单元进行导向、链条驱动的方式实现滑车组件在任一水层高度位置进行定位，完成水体检测作业。实现了检测仪器在任一高度的稳定定位，避免了传统方式带来的晃动问题，提高了检测结果精度；基于空心筒产生上浮力，抵消滑车自重，减小了升降阻力，达到了节能的效果；有效解决了狭小空间以及高压环境下的水体检测问题。

技术研发人员：张震,王永军,吴国庆,张东京,向杨君,许锋炜,张云,葛沈瑜
受保护的技术使用者：中国船舶科学研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16